Instrumentos Infaltables en un Taller

HERRAMIENTAS
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Foto: craig.backfire.ca
Instrumentos Infaltables en un Taller:
El Deformímetro
Homar Alirio López*
Sumincol SAS.
Lo que no
se mide no
se puede
mejorar.
Hoy por hoy, se habla de
transferencia tecnológica,
innovación y desarrollo,
automatización y control de
calidad como prioridad para la
competitividad de las empresas
que trabajan con metales; es
allí, donde hay que cuidar cada
detalle de la producción y, por
que no, comenzar por conocer
los diferentes instrumentos de
medición, su correcto manejo,
aplicación y mantenimiento.
Hace algún tiempo un empresario bogotano, fabricante
de piezas metálicas, tocó las puertas de un reconocido
laboratorio de metrología en el país, con el fin de solicitar la verificación y certificación dimensional del prototipo de una insignia de la Policía Nacional de Colombia,
usada como distintivo en el uniforme de los hombres y
mujeres que sirven en esta institución.
En ese momento, el industrial participaba en la licitación
para obtener el contrato de fabricación de dicha insignia
y, por esta razón, debía presentar el certificado de metrología ante el comité técnico evaluador de la Policía.
No obstante, una vez el jefe del laboratorio verificó las
medidas de la pieza –según el plano– encontró que las
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El error entre las medidas del plano
y el prototipo fue consecuencia de
no utilizar el instrumento de medición correcto. Afortunadamente,
con asesoría del laboratorio, lograron corregir las dimensiones de la
pieza y ganar el contrato.
Esta historia se repite continuamente
en la industria. Talleres, pymes y hasta
grandes compañías metalmecánicas
desconocen las herramientas de medición y su adecuado uso; hay que ver
algunos operarios emplear, por ejemplo, los pie de rey como rayadores o
incluso como martillos, o torcometros1 como simples llaves de apriete.
Así mismo, es común que los industriales subestimen el buen uso de
los instrumentos, su mantenimiento
y calibración periódica. Sin percatarse que pueden perder contratos
o cerrarse las puertas de mercados
internacionales; simplemente, porque no cuentan con certificaciones
de calidad, para las cuales hay que
demostrar, como requisito mínimo,
un correcto y exigente manejo de las
herramientas e instrumentos.
En este sentido, es fundamental
que, junto al fortalecimiento de los
conocimientos técnicos, las empresas contemplen la importancia, el
cuidado, las diferentes recomendaciones de uso y almacenamiento, así
como los programas de control metrológico de los instrumentos; con el
fin de cumplir no sólo con la normatividad vigente, sino también con los
estándares de calidad que cada proceso requiere, y obtener el mayor
provecho, reconocimiento, ahorro y
productividad.
En los talleres no deberían faltar
instrumentos de precisión como el
calibrador2 o el micrómetro3, descritos en ediciones anteriores de Metal
Actual; aunque no son los únicos
infaltables. El rigor, la exigencia industrial y los adelantos tecnológicos,
traen consigo nuevos instrumentos y
herramientas mejoradas para hacer
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Foto: www.epicski.com
dimensiones requeridas, aunque cercanas, no eran exactas, e inmediatamente colocó sobre aviso al cliente.
más fácil, fiel, exacto y preciso el
arte de medir.
Pues bien, entre los llamados instrumentos imprescindibles, también
hay que nombrar los deformímetros
o comparadores de carátula; el reloj
palpador; los micrómetros especiales; el goniómetro, el medidor de
alturas y las galgas ‘pasa – no pasa’;
todos estos, de gran utilidad para
las actividades de fabricación y control en manufactura mecánica. El
siguiente artículo, describe el deformímetro o comparador de carátula,
en una próxima entrega se dedicará
espacio para continuar mostrando
las particularidades de otros instrumentos de medición de taller.
Deformímetro o Comparador
de Carátula
Para medir superficies o piezas en
movimiento, verificar o rectificar su
forma o perímetro, tal como sucedería en los procesos con fresadoras,
tornos, centros de mecanizado o en
el ajuste de los pistones de un motor, se requiere un instrumento que
permita interactuar con la máquina
en funcionamiento, en estos casos el
deformímetro es el más indicado.
También se le conoce como comparador de carátula o reloj comparador porque muestra, en una caratula
similar a la de un reloj, las diferencias superficiales (deformaciones)
Reloj
comparador
usado para
verificar
planitud de una
pieza metálica.
que puede presentar una pieza o,
incluso, deformaciones entre dos o
más piezas, causadas por el exceso
o carencia de material, defectos de
fabricación, desalineamientos, descentramientos, excentricidad, desviaciones y todo tipo de errores de
planitud, circularidad, esfericidad o
desplazamientos incorrectos, desafíos comunes en todo taller.
En suma, básicamente, es un instrumento con un dial que mide
las deformaciones superficiales de
cualquier pieza ya sea cilíndrica o
plana, además sirve para comparar
los cambios dimensionales entre
dos o más componentes. El deformímetro no registra el valor de la
medición, como lo hace un pie de
rey, sino que indica los errores o
variaciones de dichas mediciones,
de ahí su nombre.
Consta de una barra central (husillo cilíndrico) que en el extremo
inferior tiene un palpador y en el
superior una cremallera dentada,
la cual, a su vez, está conectada a
un tren de engranajes que transmiten el movimiento a dos agujas en el reloj (aguja principal y la
aguja cuenta vueltas). Éstas rotan
sobre una escala reglada en la caratula para representar las variaciones superficiales de las piezas. Cada
vuelta completa de la aguja principal, a lo largo de la escala del dial, es
marcada por una unidad en la aguja
pequeña.
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completa es proporcional a 1 000
micrómetros (1.0 mm).
Si la aguja principal del dial se mueve en el sentido de las manecillas de
un reloj el valor es positivo, y representa un pico (bache) en la superficie de la pieza; por el contrario, si la
aguja se mueve en contra del reloj,
el valor indicado por el instrumento
es negativo y representa un valle o
hendidura.
Foto: Metal Actual
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Mecanismo interno de un reloj comparador o deformímetro análogo.
Es posible apreciar la barra central, la cual tiene una cremallera
dentada que se acopla al juego de piñones que transmiten el
movimiento a las agujas del instrumento.
Al utilizar el comparador, primero
hay que montarlo sobre un soporte provisto de una base magnética,
la cual se sujeta a un componente
metálico cerca de la pieza a medir
o comparar. Después es necesario
aproximar la punta del palpador a
la superficie de la pieza hasta sentir
claramente un contacto directo, mínimo de 200 micrómetros.
En ese momento, el operario mueve
el aro giratorio del reloj para que la
aguja principal coincida exactamente con el punto cero de la escala,
éste es el comienzo de la zona de
medición. Luego procede a medir
la deformación de la pieza en movimiento o comparar una pieza con
respecto a otra; por ejemplo, para
identificar y verificar el alineamiento
del cabezal en un torno o la bancada de una fresadora, a medida que
avanza la bancada bajo el palpador
del instrumento.
En cualquier caso, el husillo cilíndrico se desplaza en movimientos longitudinales, de abajo hacía arriba,
mientras las agujas se mueven circularmente y muestran las variaciones
superficiales de la pieza en la escala
reglada de la caratula.
Por ejemplo, en un deformímetro,
con rango de medición entre 0.01
mm a 10 mm, la aguja principal gira
en total diez vueltas, que son registradas, una a una, por la aguja pequeña, en una caratula secundaria.
Así, el operario logra saber cuántas
vueltas ha dado la aguja principal en
la escala y verificar la deformidad de
la pieza. En este caso, cada división
(línea) de la escala equivalente a 10
micrómetros; entonces, una vuelta
Su exactitud está relacionada con
el tipo de medidas que se requiera
verificar o comparar. Generalmente,
suelen medir rangos en milímetros
o pulgadas, de 0,25 mm a 300 mm
(0,015 a 12,0 pulgadas) con resoluciones de 0,001 mm a 0,01 mm ó
0,00005 a 0,001 pulgadas. Según la
forma de lectura, los deformímetros,
se clasifican en análogos o digitales;
los primeros registran variaciones en
milímetros o pulgadas, mientras los
digitales son capaces de mostrar ambas lecturas.
Los comparadores digitales son más
precisos, pues mientras la división de
escala de un análogo es de 10 micrómetros, en el digital es de 1.0 micrómetros; es decir, diez veces más. Los
instrumentos digitales tienen teclas
para iniciar la medición en ceros y
seleccionar el cambio de unidad, de
milímetros a pulgadas.
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El avance de tecnología digital incluye deformímetros
cuyo principio de medición se realiza a través de un rayo
infrarrojo. En estas herramientas, el husillo está provisto
de un disparo infrarrojo que cae sobre un punto preciso
de la superficie, a medida que el rayo se desplaza a lo
largo de la superficie de la pieza, registra las deformaciones de la misma.
El deformímetro es un instrumento que, en su evolución,
se ha adaptado a diferentes propósitos, para lo cual los
fabricantes han diseñado diversas monturas, soportes
y accesorios que en conjunto forman un nuevo instrumento de medición con base en el deformímetro básico,
permitiendo más comodidad y agilidad en mediciones
especiales.
Foto: Metal Actual
Por ejemplo, al reloj comparador es posible adicionarle un accesorio llamado alesámetro, un instrumento de
medición del tipo indirecto para diámetros interiores
grandes (mayor a 50 mm); es decir, que requiere un elemento patrón para referenciarlo a cero, como anillos o
bloques calibrados.
Los deformímetros
digitales son
más precisos que
los análogos,
además cuentan
con la opción de
realizar registros
en milímetros y
pulgadas.
Básicamente, en el cabezal de medición, la punta de
contacto al desplazarse, transforma el movimiento axial
en longitudinal de la barra que está dentro del cuerpo
(mediante una leva pivotante) y ésta acciona el comparador. Cada alesámetro cuenta con un juego de puntas
intercambiables de distintas longitudes con los que puede abarcarse un rango de medición mucho mayor que el
que tiene el comparador. El operario, debe seleccionar la
punta de acuerdo a la dimensión a medir.
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Medidor de espesores: Medir el
grosor de una lámina, las dimensiones de un cubo pequeño o el diámetro de una varilla por ejemplo,
es una tarea que con un pie de rey
tardaría más y sería incómoda para
el operario, por esto los fabricantes
han diseñado una montura fija para
el deformímetro básico, con el fin
de usarlo como medidor de espesores; un instrumento rápido y fácil de
utilizar con una gran precisión que
no puede faltar en cualquier banco
donde se tengan piezas pequeñas,
en general menores a 10 mm.
Foto: ecx.images-amazon.com
•
Foto: www.max-t.co.uk
•
Medidores de interiores: Por el contrario, si es necesario medir diámetros internos o conjuntos de diámetros, existen dos instrumentos para
tal fin, el primero un medidor de
interiores para diámetros pequeños y el segundo para diámetros
más grandes, utilizando el deformímetro con extensiones para tal
propósito. El medidor con carátula
para diámetros pequeños se usa solamente como un instrumento de
comparación y debe utilizarse junto con anillo de fijación o un micrómetro. El medidor usa un resorte
que da a la punta de contacto una
presión de medición constante.
Diversos tipos
de soportes
magnéticos, entre
otros longitudinales
y ajustables, para
deformímetros.
Fotos: www.motorsport-tools.com
En el mercado hay un gran número
de soportes para comparadores de
carátula que diversifican las utilidades de este instrumento, entre los
más comunes se encuentran:
Deformímetro o Reloj
Palpador
Otra variante del comparador de
caratula son los relojes palpadores,
especiales para realizar medidas durante la fabricación de piezas cilíndricas, o superficies perfectamente
planas, en las que el control de calidad debe ser estricto en la detección
de deformaciones muy pequeñas
sobre las piezas. Los recorridos del
palpador alcanzan máximo 0,8 mm
(800 micrómetros).
Este es un tipo de deformímetro de
alta precisión al tener corto recorrido,
está dotado de una punta palpable
escualizable, la cual mide en ambas
direcciones y proporciona comodidad
y mejor exactitud, que la alcanzada
con un deformímetro común sobre
una base magnética. Los palpadores
están graduados en centésimas (0,01
mm) o milésimas de mm (0,001 mm),
para lectura horizontal o vertical, con
múltiples accesorios, en especial puntas y varillas de medición, como las
puntas largas para medir el interior
de un agujero profundo.
Aunque cuenta con una carátula, similar a la de un deformímetro convencional, el cuerpo del instrumento
es diferente y esta provisto de una
base. En diferentes versiones la carátula se puede inclinar hacía el ángulo de visión del operario.
Los relojes palpadores análogos son
muy parecidos a los deformímetros
comunes, los fabricantes ofrecen
versiones con carátula de lectura
vertical y horizontal; por su parte, los
digitales tienen un cableado externo
que conecta a una interfaz digital en
la que hay una pantalla que muestra
la deformidad de la pieza. En ocasiones se pueden colocar dos o más
instrumentos al tiempo para medir
diferentes deformidades a la vez.
Recomendaciones y Consejos
Útiles
Cómo se puede apreciar, los deformímetros tienen múltiples aplicaciones en el taller, ya que es un instrumento lineal, perfecto para trabajar
con calidad en los tornos, fresadoras, motores, proyectores de perfiles
y máquinas de combustión interna,
entre otras.
Al ser tan útil, preciso y exacto, este
instrumento debe ser tratado con
suma precaución y cuidado, para no
correr el riesgo de dañarlo, por ejemplo, es común sobrepasar el rango
máximo de medida del instrumento,
lo que ocasiona daños en los engranajes internos, cremallera y husillo,
comprometiendo su funcionalidad.
El husillo debe estar siempre limpio
y no es necesario lubricarlo, pues los
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Foto: www.flickr.com
Reloj palpador.
aceites y lubricantes funcionan como trampas de polvo y
suciedad que termina dañando los engranajes, si el desplazamiento no es suave, puede que el vástago se halla
forzado provocando una deformación en el (concavidad
leve), que impide su perfecto recorrido entre el pie de
apoyo, si esto sucede, el instrumento debe ser remitido
al taller de mantenimiento y reparación de instrumentos
en longitud para su respectiva reparación y calibración,
si se continua su uso en esa condiciones, el problema
puede aumentar ocasionando incluso la pérdida total
del instrumento.
Por qué Calibrar los Equipos
Antes de responder esta pregunta, conviene recordar
qué es calibración: calibración es el hecho de efectuar
una comparación entre un instrumento de medición y
un instrumento patrón de la misma magnitud a calibrar;
en otras palabras, es conocer los errores en la indicación
de un instrumento mediante la comparación con un patrón de referencia bajo condiciones controladas en un
laboratorio de metrología.
Ahora bien, todo instrumento de medición, cualquiera
que sea, debe estar calibrado previo a su uso, sin importar que sea nuevo o acabe de llegar de mantenimiento,
pues esto no es garantía que los resultados entregados
sean correctos, sólo la calibración determina si un instrumento está midiendo bien o no y dentro de qué porcentaje o intervalo de error. Es bien conocido que ninguna
medición, calibración o verificación, es ciento por ciento exacta, siempre existirá un margen de incertidumbre
asociada con el proceso, la cual hay que tener en cuenta
si de correcciones se trata.
Los resultados de calibración, errores e incertidumbre,
están contemplados en el certificado de calibración y el
usuario es el único responsable de su uso o aplicación, así
como de determinar los intervalos de calibración teniendo en cuenta diferentes aspectos el uso del instrumento,
un historial de calibraciones, calidad del equipo etc.
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Falla
Causa probable
Desajuste de la aguja o de los engranajes
No hay repetibilidad
internos por sobre carga o golpes.
Fallas y soluciones
Solución
Ajustar la aguja a su eje, si es mecanismo interno, remitir al taller de reparación.
Siempre limpie muy bien las piezas a medir. Una pequeña partícula extraña genera un gran
error cuando se miden décimas o centésimas de milímetro.
El Vástago no
se desplaza con
suavidad
Suciedad en el vástago por lubricantes
o mala limpieza, fallo en los engranajes
internos o deformación del vástago por
sobrecargas o golpes.
Limpieza interna del mecanismo y vástago con varsol, benzina o similar, si la causa fue golpes o
sobrecarga remitir al taller de reparación.
Instrumento no
patronado
Instrumento no patronado.
Siempre, pero siempre hay que patronar antes de tomar una medida.
No olvidar que para tomar una lectura con un grado de precisión determinado, se debe utilizar un
instrumento de una precisión 10 veces mayor. Por ejemplo, si la exigencia es en milímetros, se
debe utilizar un instrumento con una capacidad en décimas de milímetro. Si se exige en décimas,
medir con un instrumento que tenga capacidad de medición en centésimas de milímetro.
No olvide que la temperatura de referencia es de 20° C. Si la pieza está caliente se debe dejar
enfriar y luego tomar la lectura, de lo contrario, la misma será errónea.
Precisión no
adecuada.
Instrumento incorrecto
Diferencias en las
mediciones
Medir piezas calientes
Paralaje
Observación errónea de la carátula
Tener un instrumento calibrado no
significa que mide bien, o que sus lecturas son las correctas, significa solamente que la diferencia entre lo que
el instrumento indica y “lo que debiera indicar”, es conocida. Por lo tanto,
es posible trabajar con un instrumento que presente grandes errores en su
indicación, y corregir sus lecturas de
acuerdo a los resultados presentados
en su certificado de calibración.
Es un error fácil de cometer. Monte siempre el reloj en posición perpendicular a la base
de referencia para evitar errores en la lectura. Por favor tome la lectura con el instrumento
totalmente de frente de tal forma que las escalas estén enfrentadas.
•
Garantiza la correcta medición de
los equipos durante el proceso de
producción.
•
Minimiza las pérdidas de materias
primas, insumos o materiales.
•
Cumple con la normatividad de los
sistemas de calidad y certificación
de las empresas.
•
Algunas de las razones del por qué
calibrar los instrumentos en un laboratorio reconocido son:
Asegura la certeza de sus mediciones, factor diferencial hacia los
clientes, especialmente cuando se
exporta.
•
Cumple con la legislación nacional
e internacional vigente.
•
•
Asegura su competitividad.
•
Evidencia los costos ocultos de la empresa para su posterior corrección.
Detecta onerosas pérdidas inesperadas en las empresas.
Debe entenderse que la calibración
no puede ser confundida por ningún motivo con el proceso de ajuste
o reparación, que es llevar un instrumento a condiciones óptimas de
trabajo.
Citas
1) Para más información sobre los torcómetros
o torquímetros consulte el artículo: “Torque
y Torquímetros: Mucho más que Apretar
Tornillos”, publicado en la edición 21.
Agosto – octubre de 2011, de Metal Actual,
páginas 60 a la 66, o ingrese a la página web:
www.metalactual.com/revista/21/herramientas_torquimetro.pdf
2) Para más información sobre los calibradores
consulte el artículo: “El Calibrador: Una
Herramienta de Precisión”, publicado en la
edición 01. Agosto – octubre de 2006, de
Metal Actual, páginas 38 a la 48.
3) Para más información sobre los micrómetros
consulte el artículo: “Micrómetros: Su Virtud,
la Exactitud”, publicado en la edición 02. Noviembre – enero de 2007, páginas 30 a la 36.
Foto: www.vermilyea.com
Autor
Comparador
análogo
empleado con un
alesámetro para
medir diámetros
interiores de gran
tamaño.
• Homar Alirio Lopez Q. Ingeniero en control,
especialista en calibración dimensional.
[email protected] - Jefe de laboratorio
de Sumincol SAS. Distribuidor autorizado de
Snap-On para Colombia y laboratorio de metrología avalado por Starrett Brasil, con trazabilidad internacional, para la calibración,
ajuste y mantenimiento de instrumentos de
medición. www.sumincol.net
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